Più comunemente utilizzato con i motori turbocompressi, un intercooler viene utilizzato per contrastare il calore della compressione e l'assorbimento di calore nell'aria aspirata pressurizzata. Riducendo la temperatura dell'aria aspirata, l'aria diventa più densa (consentendo l'iniezione di più carburante, con conseguente aumento della potenza) e meno probabilità di soffrire di preaccensione o colpi. È possibile fornire un raffreddamento aggiuntivo spruzzando esternamente una nebbia sottile sulla superficie dell'intercooler, o anche nell'aria aspirata stessa, per ridurre ulteriormente la temperatura della carica di aspirazione attraverso il raffreddamento evaporativo.
Gli intercooler possono variare notevolmente in termini di dimensioni, forma e design, a seconda delle prestazioni e dei requisiti di spazio del sistema. Molte autovetture utilizzano intercooler montati anteriormente situati nel paraurti anteriore o nell'apertura della griglia, oppure intercooler montati in alto situati sopra il motore. Un sistema di intercooler può utilizzare un design aria-aria, un design aria-liquido o una combinazione di entrambi.
Nei motori automobilistici in cui vengono utilizzati più stadi di induzione forzata (ad esempio un motore sequenziale biturbo o a doppia sovralimentazione), l'intercooler avviene solitamente dopo l'ultimo turbocompressore/compressore. Tuttavia è anche possibile utilizzare intercooler separati per ciascuna fase della turbocompressione/sovralimentazione, come nell'auto da corsa da record di velocità su terra JCB Dieselmax. Alcuni motori aeronautici utilizzano anche un intercooler per ogni stadio dell'induzione forzata. [citazione necessaria] Nei motori con turbocompressore a due stadi, il termine intercooler può riferirsi specificamente al dispositivo di raffreddamento tra i due turbocompressori e il termine aftercooler viene utilizzato per il dispositivo di raffreddamento situato tra il turbo del secondo stadio e il motore. Spesso però vengono utilizzati anche i termini intercooler e intercooler, indipendentemente dalla loro ubicazione nel sistema di aspirazione
Gli intercooler aria-aria sono scambiatori di calore che trasferiscono il calore dall'aria aspirata direttamente all'atmosfera. In alternativa, gli intercooler aria-liquido trasferiscono il calore dall'aria aspirata al liquido intermedio (solitamente acqua), che a sua volta trasferisce il calore all'atmosfera. Lo scambiatore di calore che trasferisce il calore dal fluido all'atmosfera funziona in modo simile al radiatore principale nel sistema di raffreddamento di un motore raffreddato ad acqua, o in alcuni casi il sistema di raffreddamento del motore viene utilizzato anche per il sistema di intercooler. Gli intercooler aria-liquido sono generalmente più pesanti delle loro controparti aria-aria, a causa dei componenti aggiuntivi che compongono il sistema (ad esempio pompa di circolazione dell'acqua, radiatore, fluido e impianto idraulico).
La maggior parte dei motori marini utilizza intercooler aria-liquido, poiché è possibile accedere facilmente all'acqua del lago, del fiume o del mare per il raffreddamento. Inoltre, la maggior parte dei motori marini si trovano in compartimenti chiusi dove sarebbe difficile ottenere un buon flusso di aria di raffreddamento per un'unità aria-aria. Gli intercooler marini assumono la forma di uno scambiatore di calore tubolare con l'aria che passa attorno a una serie di tubi all'interno dell'involucro del refrigeratore e l'acqua di mare che circola all'interno dei tubi. I principali materiali utilizzati per questo tipo di applicazione sono progettati per resistere alla corrosione dell'acqua di mare: Rame-Nichel per i tubi e bronzo per le coperture dell'acqua di mare.
Un'alternativa all'uso degli intercooler, oggigiorno utilizzati raramente, era quella di iniettare il carburante in eccesso nella camera di combustione, in modo che il processo di vaporizzazione raffreddasse i cilindri ed evitasse colpi. Tuttavia gli svantaggi di questo metodo erano l’aumento del consumo di carburante e delle emissioni di gas di scarico.
